membranas - New Jersey Center for Teaching and Learning

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Iniciativa de Mate mática Progre s iva®
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MEMBRANAS
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Membranas: Temas de la unidad
Vocabulario
transporte activo
proteína integral
· Membranas, Difusión
proteína carrier
isotónico
· Ósmosis
proteína canal
molaridad
gradiente concentración
ósmosis
difusión
actividad enzimática
transporte pasivo
· Membrana Plasmática
Transporte a través de
proteínas
difusión facilitada
Click en el tema para ir a esta sección
bicapa fosfolipídica
mosaico fluido
proteína periférica
hipertónico/a
permeabilidad selectiva
hipotónico/a
transducción de señal
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Membranas
Membranas,
Difusión
Las membranas son una organización de fosfolípidos
que encierran un determinado volumen.
Actúan como una pared o una barrera que separa el
exterior del interior de ese volumen cerrado.
Volver a la
Tabla de
Contenidos
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Membranas
Recuerda que aprendimos que un fosfolípido tiene una extremo
hidrofílico y un extremo hidrofóbico. Cuando estos fosfolípidos se
organizan para formar una membrana que separa el interior y el
exterior de la forma, estos espacios por lo general incluyen agua.
(Piensa en un globo de agua en una bañera).
Entonces, ¿cómo pueden estos fosfolípidos organizarce de
manera que sus extremos hidrófobos no están cerca del agua?
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Bicapa fosfolípida
Los fosfolípidos no forman una sola línea, sino que forman dos
líneas paralelas con sus extremos hidrófobos en el medio.
Entonces los extremos hidrófobos están protegidos del agua por
los extremos hidrófilos.
Los fosfolípidos son moléculas amfifílicas (anfipáticas): es decir,
que contienen ambas regiones hidrófoba e hidrófila
hidrofílico
Llamamos a esta
estructura bicapa
de fosfolípidos.
hidrofóbico
hidrofílico
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1 La sección marcada como A es
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2 La sección marcada como B es
A anfifílico
A anfifílico
B hidrofóbico
C hidrofílico
B
B hidrofóbico
C hidrofílico
A
B
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Permeabilidad Selectiva
Las membranas permiten la ingesta de nutrientes y la eliminación
de residuos, ya que son selectivamente permeables. Esto significa
que pueden dejar pasar a través de ellas algunas moléculas y a
otras nos .
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Homeostasis
La formación de una membrana
fue uno de los primeros pasos en
la evolución de las células.
La membrana separa el mundo
interior del mundo exterior
permitiendo la ingesta de
nutrientes y la eliminación de los
residuos.
La regulación de la cantidad de
nutrientes y desechos que pasan
a través de la membrana se llama
mantenimiento de la homeostasis
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3 El componente básico de todas las membranas es
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4 ¿Cuántas capas tiene la membrana plasmática?
A
proteínas
B
grasas
A
una
C
almidones
B
dos
D
fosfolípidos
C
tres
D cuatro
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5 Los fosfolípidos se organizan de manera que
A
los extremos hidrofílicos están en
contacto entre sí
B
los extremos hidrofóbicos están en
contacto entre sí
C
D
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6 Las membranas plasmáticas permiten que pasan a través de
ellas todo tipo de moléculas
Verdadero
Falso
el extremo hidrofílico de una capa se encuentra
con el extremo hidrofóbico de la otra capa
el extremo hidrofóbico está en contacto con el
volumen cerrado de fluido.
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7 La regulación del ambiente interno de una célula se
llama
A permeabilidad selectiva
B membrana plasmática
C
fosfolípidos
D mantenimiento de la homeostasis
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Transporte Pasivo
Algunas moléculas pasan a través de la membrana sin el
uso de energía, esto se llama transporte pasivo.
Estas moléculas
siempre se mueven
desde áreas de alta
concentración hacia
áreas de baja
concentración. Esto
se conoce como
movimiento "con el
gradiente de
concentración."
Alta
concentración
Baja
Concentración
Click sobre la imagen para ver como se mueven las moléculas
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Revisión de soluciones
Expresando Concentraciones de Soluciones
Se define a las soluciones como mezclas
homogéneas de dos o más sustancias puras.
Todas las otras sustancias son ____________.
___________ disuelve al ___________ .
Respuesta
El _______________ es la sustancia presente
en mayor abundancia.
Molaridad (M)
· Dos soluciones pueden contener los mismos compuestos,
pero ser bastante diferentes debido a que las proporciones de
estos compuestos son diferentes.
· La Molaridad es una manera de medir la concentración de
una solución.
moles de soluto
Molaridad (M) =
volumen de solución en litros
En biología el solvente es casi siempre___________ .
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Práctica de Concentración
Calcula las concentraciones de abajo
Tres Tipos de Transporte Pasivo
Difusión
Volumen de Concentración
Solvente
Masa de
Soluto
5g C
100ml
___________
10g C
100ml
___________
20g NaCl
100ml
___________
20g NaCl
200ml
___________
Ósmosis
Difusión Facilitada
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Difusión
Difusión es el proceso donde las moleculas de soluto se mueven
desde áreas de alta concentración hacia áreas de baja
concentración. Las membranas actúan como barreras entre esas
dos áreas. Las moléculas seguirán atravesando la membrana
hasta que se alcance un equilibrio.
Difusión
No se requiere energía para mover las moléculas a favor del
gradiente de concentración .
8.3mM O2
9.5mM O2
¿Hacia dónde se moverá el O2 ?
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Difusión
Los gradientes de concentración son específicos para cada tipo de
molécula, lo que significa que cada tipo de molécula se puede difundir
en una dirección diferente, algunas hacia adentro y algunas hacia
afuera
La difusión es un proceso espontáneo y cada tipo de molécula se
difunde a su propio ritmo.
8 La difusión es el movimiento de moléculas
A
en contra de su gradiente de concentración
B
a favor de su gradiente de concentración
C en su gradiente de concentración
D fuera de su gradiente de concentración
7.2mM O2
7.2mM CO2
9 mM O2
6 mM CO2
¿Hacia dónde se moverá el O 2 ?
¿Hacia dónde se moverá el CO2?
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9 Todas las moléculas difunden desde adentro de la
membrana hacia afuera de la membrana.
10 Cada tipo de molécula difunde a un ritmo diferente.
Verdadero
Verdadero
Falso
Falso
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11 La membrana es permeable al agua y a los azúcares simples
glucosa y fructosa, pero completamente impermeable a la
sacarosa. ¿Qué soluto (s) exhibirán una difusión neta hacia
adentro de la célula?
A sacarosa
B glucosa
Célula:
0.05M sacarosa
0.02M glucosa
C
fructuosa
D
sacarosa, glucosa, y fructuosa
E sacarosa y glucosa
entorno
0.01M sacarosa
0.01M glucosa
0.01M fructuosa
12 ¿Que soluto(s) exhibirán una neta difusión hacia afuera
de la célula?
A sacarosa
B glucosa
Célula:
0.05M sacarosa
0.02M glucosa
C
fructuosa
D
sacarosa, glucosa, y fructuosa
E sacarosa y glucosa
entorno
0.01M sacarosa
0.01M glucosa
0.01M fructuosa
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13 Cuando se produce la difusión hasta que ya no hay más
gradiente de concentración se ha alcanzado _______________.
14 Cuando se alcanza el equilibrio, ¿cuál es la concentración de
fructosa fuera de la célula?
A equilibrio
B permeabilidad selectiva
C
bicapa fosfolípida
D
homeostasis
entorno
0.01M sacarosa
0.01M glucosa
0.01M fructuosa
Célula:
0.05M sacarosa
0.02M glucosa
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Ósmosis
Ósmosis
Ósmosis es la difusión de moléculas de agua a través de una
membrana permeable selectiva .
Volver a la
Tabla de
Contenidos
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Dos formas de describir la ósmosis
El agua se mueve a favor de su
gradiente de concentración desde
un área con una gran cantidad de
moléculas de agua libres a una
zona con un menor número de
moléculas de agua libres
Ó
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Ósmosis
molécula de soluto
molécula de agua
Si la solución que está afuera de
la membrana tiene una
concentración de soluto mayor
que la solución en el interior,
decimos que la solución de afuera
es hipertónica. Esto significa que
el agua se difundirá desde la
solución interior hacia la solución
exterior.
H2 O
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Ósmosis
Ósmosis
Si sale demasiada agua de la célula, debido a que está en una
solución hipertónica, esta puede encogerse o arrugarse.
molécula de soluto
Si la solución en el exterior de la membrana tiene una concentración
de soluto más baja que la solución dentro de la membrana decimos
que la solución de afuera es hipotónica. Esto significa que el agua se
difundirá desde la solución exterior hacia la solución interior
molécula de soluto
molécula de agua
molécula de agua
H2 O
H2 O
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Ósmosis
Ósmosis
molécula de soluto
molécula de soluto
molécula de agua
Si entra demasiada agua en
una célula debido a que está
en una solución hipotónica,
puede hincharse y si se
hincha demasiado,
puede_______o lisarse.
molécula de agua
H2 O
Si la solución en el exterior de la
membrana tiene una concentración
de soluto igual a la solución dentro
de la membrana decimos que la
solución de exterior es isotónica
respecto de la solución interior.
Esto significa que el agua se
difundirá a través de la membrana
por igual en cualquier dirección.
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15 La difiusión de moléculas de agua a través de una
membrana permeable selectiva ¿se llama?
A
difusión
B
isotónica
C
ósmosis
D
hipotónica
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16 Las moléculas de agua se
difunden desde
A
dentro de la membrana plasmática hacia afuera
B
fuera de la membrana plasmática hacia adentro
C
desde áreas de alta concentración de soluto hacia
áreas de baja concentración de soluto
D
desde áreas de baja concentración de soluto hacia
áreas de alta concentración de soluto
H2 O
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17 La difusión y la ósmosis son tipos de transporte activo .
18 ¿Qué tipo de ambiente tiene una mayor concentración
de solutos en el exterior de la membrana plasmática que
en el interior de la membrana plasmática?
Verdadero
A
hipertónico
Falso
B
isotónico
C
normal
D
hipotónico
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19 ¿Qué tipo de entorno tiene cantidad igual de soluto en el
interior y en el exterior de la membrana plasmática?
A
hipertónico
B
isotónico
C
normal
D
hipotónico
20 ¿Qué tipo de solución tiene un mayor flujo de agua hacia el
interior de la membrana plasmática?
A
hipertónica
B
isotónica
C
normal
D
hipotónica
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21 La membrana es permeable al agua y a los azúcares simples
glucosa y fructuosa, pero completamente impermeable a la
sacarosa. ¿Es la solución exterior de la célula isotónica,
hipotónica o hipertónica?
A Hipertónica
B Hipotónica
C
Isotónica
Célula:
0.03M sacarosa
0.03M glucosa
entorno
0.02M sacarosa
0.04M glucosa
0.01M fructuosa
22 ¿En qué dirección va a haber un movimiento osmótico neto de
agua?
A Adentro
Célula:
0.05M sacarosa
0.03M glucosa
B Afuera
C No hay ósmosis neta
entorno
0.02M sacarosa
0.04M glucosa
0.01M fructuosa
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Membrana Plasmática de las
Células,
Transporte a través de Proteínas
Membrana Plasmática de Células
Las células primitivas eran simples bicapas lipídicas, que se
basaban únicamente en el transporte pasivo.
Posteriormente las células desarrollaron membranas más
complejas que incluyeron las proteínas. Estas proteínas
actúan como puertas para permitir que más moléculas
entren y salgan de la célula.
La mayoría de las moléculas más pequeñas pueden
difundirse sin membranas de proteínas.
Las moléculas más grandes necesitan ser ayudadas a
difundirse a través de una membrana por estas proteínas.
Volver a
laTabla de
Contenidos
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Bicapa fosfolipídica
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2 Tipos de Proteínas de Membrana
La membrana plasmática también contiene dos tipos de proteínas
Recuerda que las membranas están formadas en su mayoría por
fosfolípidos.
Los fosfolípidos son moléculas __________________que contienen
regiones hidrofóbias e hidrofílicas.
Proteínas Integrales
Proteínas Periféricas
(transmembrana)
Fosfolípidos
Cabeza hidrofílica
Cabeza hidrofílica
Proteínas Periféricas
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Fluido porque los fosfolípidos pueden moverse a ambos lados dentro
de la memebrana y no permanecen en una misma posición.
Las proteínas también pueden moverse alrededor de la membrana pero
son mucho más grandes que los fosfolípidos y se mueven más
lentamente.
Carbohidratos
Glucoproteínas
Mosaico fluido
A la membrana plasmática se llama a veces, mosaico fluido.
Mosaico porque contiene diferentes proteínas dispersas a lo largo
Carbohidratos
Glucoproteínas
Proteínas globulares
Proteínas Canal
(proteínas de transporte)
Colesterol
Proteínas globulares
Bicapa fosfolipídica
Glucolípidos
Proteínas Canal
(proteínas de transporte)
Proteínas de superficie
Colesterol
Bicapa fosfolipídica
Glucolípidos
Proteínas de superficie
Proteínas glolulares
(integrales
Proteínas glolulares
(integrales
Filamentos del
citoesqueleto
Proteínas periféricas
Proteínas de alfa hélice
(proteínas integhrales
Filamentos del
citoesqueleto
Proteínas periféricas
Proteínas de alfa hélice
(proteínas integhrales
Las proteínas integrales
pasan a través del núcleo
hidrofóbico y, a menudo
abarcan la membrana de un
extremo a otro, también se
llaman proteínas
transmembrana
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Mosaico fluido
A la membrana plasmática se llama a veces, mosaico fluido.
Proteínas Integrales
(monotópicas)
Las proteínas periféricas
no se incrustan en la
membrana, sino que
permanecen en un solo lado
de la membrana.
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23 ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el papel de los
fosfolípidos en la formación de las membranas es la correcta?
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24 ¿Cuál describe mejor la estructura de la membrana plasmática
de la célula?
A
Son completamente insolubles en agua.
A
proteínas intercaladas entre dos capas de fosfolípidos
B
Forman una sola hoja en agua.
B
proteínas incrustadas en dos capas de fosfolípidos
C
Forman una estructura en la que la porción hidrófoba se
enfrenta hacia afuera.
C
fosfolípidos intercaladas entre dos capas de proteínas
D
Forma una estructura permeable selectiva .
D
una capa de proteínas recubriendo a dos capas de
fosfolípidos
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25 El modelo de mosaico fluido de la estructura de la membrana se
refiere a _____.
A
la fluidez de los fosfolípidos y el patrón de las proteínas en la
membrana
B
la fluidez de las proteínas y el patrón de los fosfolípidos en la
membrana
C
D
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Funciones de la Proteína de Membrana
Las proteínas sirven para varias funciones importantes en la membrana
de la célula.
Transporte
Transducción de señales
la capacidad de las proteínas para cambiar de lado en
las membranas
Reconocimiento célula-célula
la fluidez de las regiones hidrófobas, proteínas, y el patrón de
mosaico de las regiones hidrófilas
Actividad enzimática
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Difusión Facilitada
Transporte
Las proteínas pueden actuar como puertas para los
nutrientes y los desechos.
Hay dos tipos de transporte los cuales requieren proteínas:
· Difusión Facilitada (un tipo de transporte pasivo)
· Transporte Activo (requiere energía)
Las moléculas pequeñas como O2 y CO2 se difunden fácilmente a
través de todas las membranas plasmáticas porque son pequeñas y
no polares, ya que pueden deslizarse entre los fosfolípidos.
Sin embargo......
Las moléculas más grandes y los iones, (partículas cargadas), no
pueden deslizarse entre los fosfolípidos, ya que necesitan la ayuda
de una proteína de transporte. Esto se llama difusión facilitada.
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Difusión Facilitada
Al igual que en la difusión regular, las partículas en la difusión
facilitada se mueven de un área de mayor concentración a menor
concentración.
A diferencia de la difusión regular estas partículas se mueven a
través de la membrana con la ayuda de una proteína integral.
Dado que las sustancias van con su gradiente de concentración, esto
es un tipo de transporte pasivo: no se necesita energía.
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Ejemplos de Proteínas de Transporte
Proteínas de canales, son un tipo de proteínas de transporte
transmembrana que proporcionan pasillos que le permiten a una
molécula o un ión específico cruzar la membrana.
Las proteínas transportadoras, son otro tipo de proteínas de
transporte transmembrana que cambian de forma ligeramente
cuando una molécula específica se une a ella con el fin de
ayudar a mover esa molécula a través de la membrana.
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Ejemplos de Proteínas de Transporte
Espacio extracelular
Proteínas
canal
Proteínas
transportadoras
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26 ¿Cuál de las siguientes moléculas es más probable que se
difunda libremente a través de la bicapa lipídica de la membrana
plasmática, sin la participación de una proteína de transporte?
A
dióxido de carbono
B
glucosa
C
ión sodio
D
ADN
E
todas las de arriba
Espacio intracelular
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27 ¿Cuál de los siguientes procesos incluye todos los
demás?
A
ósmosis
B
difusión de un soluto a través de una
membrana
C
difusión facilitada
D
transporte pasivo
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28 La difusión facilitada mueve moléculas _____.
A
B
en contra de sus gradientes de concentración
utilizando energía
en contra de sus gradientes de concentración sin utilización
de energía
C
a favor de sus gradientes de concentración
utilizando energía
D
a favor de sus gradientes de concentración sin utilización de
energía
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Transporte Activo
29 Las proteínas de transporte son un ejemplo de
proteínas integrales.
El transporte activo utiliza energía para mover los solutos a través de
una proteína de transporte en contra sus gradientes de concentración.
Verdadero
Las proteínas de
transporte pueden ser
utilizadas en el transporte
activo de moléculas
específicas
Falso
energy
energía
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Comparando difusión facilitada y
transporte activo
Transporte
Pasivo
Transporte
Activo
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30 ¿Cuál de los siguientes no está de alguna manera involucrado en la
difusión facilitada?
A un gradiente de concentración
B una membrana
C una proteína
D una fuente de energía
(REQUIERE
ENERGÍA)
Transporte pasivo
E todas las de arriba son componentes de la difusión facilitada
Transporte activo
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31 El transporte activo mueve moléculas
_____.
A
B
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32 ¿Qué proteína puede usarse tanto para el transporte activo y
pasivo?
en contra de sus gradientes de concentración
utilizando energía
A proteína de transporte
en contra de sus gradientes de concentración sin utilización
de energía
B proteína de canal
C
a favor de sus gradientes de concentración
utilizando energía
D
a favor de sus gradientes de concentración sin utilización de
energía
C cualquier proteína integral
D cualquier proteína transmembrana
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Funciones de las proteínas de membrana
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Difusión
Difusión Facilitada
Transporte Activo
En la membrana celular las proteínas tienen varias importantes
funciones.
Transporte
Transducción de señal
Algunas proteínas son utilizadas para obtener información
sobre el medio que rodea a la célula.
Reconocimiento célula- célula
Algunas proteínas son utilizadas para reconocer virus, bacterias
o células que se encuentran adheridas en el interior celular.
Actividad enzimática
Algunas proteínas son utilizadas para catalizar (acelerar)
reacciones.
Click aquí para ver una animación sobre
proteínas de membrana
Sin Energía
Proteína Transmembrana
Baja
Requiere Energía
Proteína de canal
Proteína de
Tranporte
Alta
Baja Alta